Учёные Кабардино-Балкарского государственного университета имени Хатуты Бербекова в составе коллектива исследователей разработали новый материал для огнестойкой электрики и электроники.
Полимеры мечты
Согласно результатам лабораторных и полевых испытаний, помимо огнестойкости, новый полимерный герметик обладает высокой устойчивостью к повышенным температурам и агрессивным химическим веществам, что позволит использовать его в самых разных областях промышленности.
Сейчас для защиты деталей в электронике и электротехнике используют компаунды-герметики – полимерные материалы, которые способны защищать разные материалы, оберегая их от влаги, износа и накопления пыли. Они подаются в герметизируемый узел в жидком виде, после чего затвердевают.
– Одна из серьёзных проблем сегодня – невозможность утилизации изделий с эпоксидными смолами и иными компаундами: их фактически невозможно расплавить и получить исходные компоненты или переработать механически (измельчить и переплавить), – объясняет доцент кафедры биохимии и химической экологии КБГУ Сафият Балаева, один из авторов работы.
Вместе с исследователями из Северо-Кавказского горно-металлургического института специалисты КБГУ создали новые отверждающиеся полимерные материалы для защиты и изоляции в электрике и электронике. Все разработанные эпоксидные смолы обладают высокими адгезионными показателями, то есть способностью к сцеплению, и устойчивостью к огню. Это позволяет использовать их как герметизирующие составы для деталей, которые работают в условиях повышенной пожароопасности. Согласно результатам испытаний коммерчески доступных транзисторов с новой пропиткой, изделия с такой герметизацией демонстрируют больший срок службы.
– Также мы выяснили, что наши эпоксидные смолы устойчивы при долговременном воздействии растворов кислот, щелочей, различных солей и масел – к примеру, растительного или смазочного, куда полимеры помещали на 48–60 часов, – рассказала Балаева. – Ни масса, ни цвет образцов за это время не изменились, что свидетельствует о возможности применения самих компаундов и обработанных ими деталей в датчиках давления масла, промышленных системах контроля производства масла и в других условиях, где возможно агрессивное воздействие подобных жидкостей.
Дешевле и безопаснее
Ранее учёные КБГУ предложили использовать новые смеси, которые снижают горючесть стройматериалов из пластика. По их мнению, сочетание свойств трёх химических веществ может эффективно защитить от возгорания не только тенты, сайдинги и трубы, но и некоторые провода с полимерной оболочкой.
В современном мире сантехнические трубы, виниловые обои, тентовая ткань для палаток и грузовиков, а также изоляция для кабелей производятся из поливинилхлорида (ПВХ) – пластика, который устойчив к химическим воздействиям и высокой влажности. Основная уязвимость этого полимера, как и многих других, – воспламеняемость и горючесть.
– Для придания пластикам устойчивости к огню в их состав вводят разные добавки, которые меняют физические и химические механизмы распространения пламени, – рассказывает об исследовании профессор кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ Тимур Борукаев. – При этом используемые добавки не должны быть вредными для окружающей среды: при их горении нельзя допустить образования ядовитых газов, а также токсичных продуктов разложения при высокой температуре. Такие добавки могут существенно повлиять на стоимость ПВХ-материалов.
Учёные университета предлагают использовать продукты многотоннажного химического производства для повышения пожарной безопасности строительных материалов. Специалисты доказали, что комбинация меламина (материала, из которого делают губки – «ластики» для удаления бытовых загрязнений) с широко используемыми для понижения горючести полифосфатом аммония (ПФА) и пентаэритритом позволяет подавить распространение огня в стройматериалах из пластика. Задача таких веществ – перекрыть доступ кислорода к очагу пламени с помощью образования на поверхности слоя угля, уточняет исследователь.
– Разработанная добавка не только повысила пожаробезопасность материалов на основе ПВХ, но и позволила существенно снизить их себестоимость, – подчёркивает Борукаев. – Внедрение разработки может снизить стоимость в первую очередь электрических проводов и кабелей, которые защищаются слоем ПВХ. Такие провода используются в местах, где пожаробезопасность – задача первоочередной важности, например, в общественных местах или трансформаторах.
Василий АКУЛОВ.
